taller quimica

Movimiento Circular





































































































Ejemplo 1
Un punto describe una trayectoria circular de 30 cm de radio tardando 3,52 s en dar cinco vueltas. Calcular:
a) La velocidad angular en r.p.m y en rad/s
b) Elperiodo y la frecuencia del movimiento
c) El ángulo girado al cabo de 0,85 s de iniciado el movimiento.
d) Su aceleración centrípeta
Solución:
a)

b)

c)  =  . t = 2,84  s – 1 . 0,85 s = 2,41  rad  7,58 rad
d)






Ejemplo 2
En el laboratorio se estudia el movimiento de un disco, de radio 10 cm, que gira con velocidad constante, midiéndose el tiempo que tarda en dar cincovueltas. Los valores obtenidos se dan en la tabla adjunta.
a) Calcular la velocidad angular del disco.
b) Determinar la velocidad lineal de un punto de su periferia y de otro situado a 3 cm del centro.
c) ¿Cuánto tardará en girar 120 0?

Solución:
a) Calculamos el periodo del movimiento (tiempo que tarda en dar una vuelta), hallando la media de los valores obtenidos y dividiendo por cinco:tmed = 4,258 s; T = 0,852 s.
Cálculo de la velocidad angular:

b) Un punto situado en la periferia del disco describirá una circunferencia de radio 10 cm = 0,10 m
v =  . R = 2,35  s-1. 0,10 m = 0,235  s-1  0,74 m .s-1 = 0,74 m/s
Par el punto situado a 3 cm del centro: R = 3 cm = 0,03 m:
v =  . R = 2,35  s-1. 0,03m = 0,0705  s-1  0,22 m .s-1 = 0,22 m/s
Como se deduce delcálculo ambos puntos giran con idéntica velocidad angular (), ya que recorren el mismo ángulo, pero la velocidad lineal aumenta a medida que nos desplazamos hacia la periferia.
c) Pasamos los grados a radianes:


Energía



Helmholtz en 1847 enuncia lo que se considera una de las leyes fundamentales de la Física: la Ley de Conservación de la Energía (LCE)

La energía no se puedecrear (sacar de la nada) ni destruir (aniquilar, hacerla desaparecer). Únicamente se puede transformar de una forma a otra.
Si queremos disponer de determinada cantidad de una forma de energía sólo lo podremos conseguir transformando una cantidad equivalente de otra forma de energía.
Una de las formas fundamentales de la energía es la energía cinética.
Se denomina energía cinética a la que poseenlos cuerpos en movimiento. Depende de la masa y de la velocidad y se define como:

































Dónde:
W = Energía cinética transferida al cuerpo. Se le da el nombre de trabajo de la fuerza F.
F = Fuerza aplicada.
e = Espacio recorrido.
Cos  = Coseno del ángulo formado por la fuerza y la dirección del desplazamiento.Ejemplo 1
Determinar el tipo de energía del cuerpo de la figura (m = 400 g) en el estado inicial, en el final y su velocidad después de recorrer 5 m. La fuerza F tiene un valor de 6 N.






Solución:
Determinamos la energía del cuerpo en el estado inicial, la energía transferida por las fuerzas que actúan y, aplicando la Ley de Conservación de la Energía,calculamos la energía en el estado final.

Estado inicial. El cuerpo tiene energía cinética:

Energía cinética transferida por la fuerza: WF = F . e = 6 N . 5 m = 30,0 J. (energía cinética dada)

Aplicando la Ley de Conservación de la Energía (LCE): E fin= Eini + W ; Efin = 1,8 J + 30,0 J = 31,8 J

En el punto final el cuerpo tendrá 31,8 J de energía será cinética. Por tanto:Ejemplo 2

Un bloque de 1 kg que tiene inicialmente una velocidad de 3 m/s es empujado una distancia de 6 m. sobre un piso horizontal, mediante una fuerza de 8 N que forma, hacia abajo, un ángulo de 300 con la horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0,30.
a) Realizar un balance de energía.






b) Calcular la velocidad del cuerpo al...